汽车的设计理念是如何变为现实的?理念的形成过程变化不大,但实现方式却日新月异。在工业4.0时代,增材制造重塑了众多行业的生产模式,尤其是在汽车行业。
汽车模型设计
汽车设计师经过讨论和沟通,构思出设计灵感和概念后,汽车公司会制作不同设计方案的1:5油泥模型。经过审核,选出2-3个方案,然后制作1:1全尺寸油泥模型。之后进行风阻测试,并根据测试结果进行修改,最终确定设计方案。
传统的全尺寸汽车黏土模型完全由人工雕刻而成,这种方法耗时费力,且模型质量难以保证,制作一个完整的汽车模型大约需要3个月的时间。随着技术的进步,各大汽车厂商的全尺寸汽车模型基本都采用五轴铣床加工而成,这种方法制作一个汽车模型至少需要一个月的时间。
借助JS Additive的大型SLA 3D打印机,只需在电脑上修改数据,即可在短短几天内打印出1:1大小的汽车模型。与黏土模型相比,3D打印至少可以缩短五倍的制作时间,降低一半的成本,而且无需人工雕塑。
工程设计阶段
此阶段包括整车装配设计和零部件设计,以及协调各装配体与整车之间的矛盾。每辆新车都有超过2万个零部件,其中许多零部件尚未进入模具生产阶段。因此,原厂测试件和装配产品均采用数控加工和钣金工艺制造。
首先,数控加工样件的表面效果和精度很大程度上取决于编程人员的技能。其次,对于一些形状复杂、加工面多的工件,需要使用五轴加工中心,这类工件成本高昂,甚至难以加工。
JS Additive 3D 将 SLA 3D 打印与真空成型(低压灌注)相结合,形成了一种快速模具制造方法。首先,JS Additive 高精度 SLA 打印机打印产品原型;其次,利用该 3D 原型在真空条件下制作硅胶模具;最后,在低压真空状态下,将 PU 等材料灌注成型,产品即完成。其性能可与注塑成型成品媲美,能够替代 ABS、PC、橡胶等材料制成的零件。该方法不仅保证了精度,降低了成本,而且极大地提高了生产效率!
例如:汽车的前格栅和曲面结构很多。这种全网格复杂建模方式,传统机床很难加工。通过3D打印这些复杂的局部零件,然后将其镶嵌到车辆模型中,就能达到预期的效果。
原型测试阶段
车辆原型测试包括性能测试和可靠性测试两个方面。性能测试主要进行一些功能性测试,以检验车辆是否满足设计要求。可靠性测试则用于验证车辆的强度和耐久性。汽车测试包括风洞试验、实地试验、道路试验、碰撞试验等。
现阶段对试件材料的要求很高。结构强度高的零件需要采用数控加工。对于汽车内外饰件,可以采用3D打印和真空注塑成型工艺。
汽车模具的大规模生产
铸造模具技术是将易于成型的材料放入砂型中,砂型内形成与零件结构尺寸相同的型腔,然后将液态材料浇注到型腔中,冷却凝固后即可形成与模具形状完全一致的零件。汽车外壳零件和气缸体等铸造模具的精度要求可达10~20微米。传统的数控机床制作原型可以满足这些要求,但耗时且成本高昂。
JS Additive 1700 是一款配备多激光头的大幅面 SLA 3D 打印机,可用于制作砂型原型。其高精度 SLA 3D 打印技术确保了产品原型的最大精度,有助于铸造企业简化生产流程并降低成本。
售后维护阶段
像跑车和改装车这样的高端定制车辆的用户通常会从海外制造商那里订购一些替换配件,或者花费大量成本使用模具生产来制造这些配件。
很少有客户会考虑3D打印技术。使用SLA打印技术制造这些零件可能非常经济高效。
发布时间:2022年5月7日
